Uma representação visual de um qubit, que podem existir simultaneamente entre dois estados. Um exemplo famoso de qubit é o gato de Schrõdinger, um gato hipotético que pode estar vivo e morto. De forma similar, um fluxo qubit, ou um anel feito de um material supercondutor, pode ter corrente elétrica fluindo no sentido horário e anti-horário ao mesmo tempo. Crédito:Yufan Li
Computadores quânticos com a capacidade de realizar cálculos complexos, criptografar dados com mais segurança e prever com mais rapidez a propagação de vírus, pode estar mais próximo graças a uma nova descoberta dos pesquisadores da Johns Hopkins.
"Descobrimos que um determinado material supercondutor contém propriedades especiais que podem ser os blocos de construção para a tecnologia do futuro, "diz Yufan Li, um pós-doutorado no Departamento de Física e Astronomia da Universidade Johns Hopkins e o primeiro autor do artigo.
Os resultados serão publicados 11 de outubro em Ciência .
Os computadores de hoje usam bits, representado por uma tensão elétrica ou pulso de corrente, para armazenar informações. Os bits existem em dois estados, "0" ou "1". Computadores quânticos, com base nas leis da mecânica quântica, use bits quânticos, ou qubits, que não usam apenas dois estados, mas uma superposição de dois estados.
Essa capacidade de usar esses qubits torna os computadores quânticos muito mais poderosos do que os computadores existentes ao resolver certos tipos de problemas, como aqueles relacionados à inteligência artificial, Desenvolvimento de drogas, criptografia, modelagem financeira e previsão do tempo.
Um exemplo famoso de qubit é o gato de Schrõdinger, um gato hipotético que pode estar simultaneamente morto e vivo.
"Um mais realista, implementação tangível de qubit pode ser um anel feito de material supercondutor, conhecido como fluxo qubit, onde dois estados com correntes elétricas que fluem no sentido horário e anti-horário podem existir simultaneamente, "diz Chia-Ling Chien, Professor de Física na Universidade Johns Hopkins e outro autor do artigo. Para existir entre dois estados, qubits usando supercondutores tradicionais requerem um campo magnético externo muito preciso aplicado em cada qubit, assim, tornando-os difíceis de operar de maneira prática.
No novo estudo, Li e colegas descobriram que um anel de β-Bi 2 Pd já existe naturalmente entre dois estados na ausência de um campo magnético externo. A corrente pode circular inerentemente tanto no sentido horário quanto no anti-horário, simultaneamente, através de um anel de β-Bi 2 Pd.
Adiciona Li:"Um anel de β-Bi 2 O Pd já existe no estado ideal e não requer nenhuma modificação adicional para funcionar. Isso pode ser uma virada de jogo. "
O próximo passo, disse Li, é procurar férmions de Majorana dentro de β-Bi 2 Pd; Férmions Majorana são partículas que também são antipartículas de si mesmas e são necessárias para o próximo nível de computadores quânticos resistentes a interrupções:computadores quânticos topológicos.
Os férmions de Majorana dependem de um tipo especial de material supercondutor - um supercondutor de spin-tripleto com dois elétrons em cada par alinhando seus spins de maneira paralela - que até agora tem sido esquivo para os cientistas. Agora, por meio de uma série de experimentos, Li e colegas descobriram que filmes finos de β-Bi 2 Pd tem as propriedades especiais necessárias para o futuro da computação quântica.
Os cientistas ainda não descobriram o supercondutor intrínseco de spin-tripleto necessário para o avanço da computação quântica, mas Li está esperançoso de que a descoberta de β-Bi 2 Propriedades especiais do Pd, levará a encontrar férmions de Majorana no material a seguir.
"Em última análise, o objetivo é encontrar e, em seguida, manipular férmions de Majorana, que é a chave para alcançar a computação quântica tolerante a falhas para realmente liberar o poder da mecânica quântica, "diz Li.
